Politechika Warszawska Istytut Maszy Elektryczych Laboratorium Maszy Elektryczych Malej Mocy BADANIE PRĄDNIC TACHOMETRYCZNYCH Warszawa 2003
1. STANOWISKO POMIAROWE. Badaia przeprowadza się a specjalym staowisku wyposażoym w dwa siliki apędowe prądu stałego: ze wzbudzeiem magesem trwałym, stosoway dla regulacji prędkości obrotowej w graicach od 0 do ok. 300 obr/mi; ze wzbudzeiem elektromagetyczym (prądem stałym), stosoway dla zakresu regulacji prędkości obrotowej od ok. 200 do ok. 4000 obr/mi. Prędkość obrotową silików apędzających badae prądice reguluje się apięciem doprowadzoym do obwodu tworika a otrzymaym z układu: autotrasformator regulacyjy-prostowik. Uwaga: jeśli silik obcowzbudy ie jest aktualie wykorzystyway, to jego wzbudzeie ależy wyłączyć (załączeie sygalizowae jest świeceiem czerwoej lampki kotrolej) zapobiegając w te sposób admieremu agrzewaiu się uzwojeia wzbudzeia przy ieruchomym wiriku. Prędkość obrotowa, z jaką silik apędza prądicę tachometryczą, mierzoa jest obrotomierzem z czujikiem fotoelektryczym. Czujik zlicza impulsy świetle w określoym przedziale czasu, a wartość prędkości podaje bezpośredio a wyświetlaczu cyfrowym. 2. OBIEKTY BADANE. W trakcie ćwiczeia badae są trzy rodzaje prądic tachometryczych: magetoelektrycza (tj. wzbudzaa magesem trwałym) prądica komutatorowa prądu stałego o daych zamioowych: = 2000 obr/mi; U = 84 V prądica idukcyja o daych: prędkości sychroiczej i zamioowym apięciu wzbudzeia: s = 1500 obr/mi; U w = 110 V; 50 Hz prądica sychroicza jedofazowa o daych zamioowych: = 3000 obr/mi; U = 60 V. 3. PROGRAM BADANIA. Program badaia przewiduje wyzaczeie charakterystyk apięcia wyjściowego badaych prądic w fukcji prędkości obrotowej przy biegu jałowym i przy obciążeiu, oraz określeie a tej podstawie iektórych charakterystyczych parametrów. 4. BADANIE PRĄDNICY TACHOMETRYCZNEJ PRĄDU STAŁEGO. 4.1. Charakterystyka apięcia wyjściowego. Należy wykoać pomiary apięcia wyjściowego prądicy w fukcji prędkości obrotowej dla prawego i lewego kieruku wirowaia: przy biegu jałowym (rezystacja obciążeia R = ); przy obciążeiu (rezystacja obciążeia R = 5kΩ i 8kΩ). Schemat układu pomiarowego przedstawioo a rys. 1. 2
Rys.1. Schemat układu pomiarowego prądicy prądu stałego. Do pomiaru apięcia ależy stosować woltomierz cyfrowy, a do pomiaru prędkości obrotowej - wykorzystać obrotomierz wbudoway w staowisku. Szczególie staraie ależy wykoywać pomiary apięcia dla ajmiejszych osiągalych.prędkości obrotowych wykorzystując silik apędowy woloobrotowy z przekładią redukcyją. Dla prędkości obrotowych od ok. 200 obr/mi wzwyż - stosować silik wysokoobrotowy. Największa dopuszczala prędkość obrotowa w trakcie badaia charakterystyk prądicy wyosi: 1,3 = 2600 obr/mi. Na podstawie wyików pomiarów ależy wykoać wykresy U = f( + ) (dla prawego kieruku wirowaia) i U = f ( + ) (dla lewego kieruku wirowaia). 4.2. Sprawdzeie ieliiowości charakterystyki apięcia wyjściowego. Na wykresie opracowaym w p. 4.1 ależy wykreślić charakterystykę idealą aproksymującą charakterystykę rzeczywistą wyzaczoą pomiarowo. Charakterystyka ideala jest prostą przechodzącą przez początek układu współrzędych i przez pukt charakterystyki rzeczywistej odpowiadający 0,8 wartości zamioowej prędkości obrotowej. Dla kilku wartości prędkości obrotowej odczytać z wykresu różicę apięć miedzy przebiegiem idealym i rzeczywistym i określić ieliiowość charakterystyki wg wzoru: L = U 100[%] U przy czym U jest odczytaą z wykresu różicą apięć, a U jest apięciem prądicy odpowiadającym prędkości zamioowej (Uwaga: wartość apięcia U jest zależa od stopia obciążeia prądicy). Wykoać wykres ieliiowości U = f() dla biegu jałowego i jedego z obciążeń dla obu kieruków wirowaia. 4.3. Określeie stałej apięcia prądicy. Odczytać z wykresu opracowaego w p.4.1 dla prądicy ieobciążoej wartość apięcia U odpowiadającą zamioowej prędkości obrotowej i obliczyć stałą apięcia: K E 60 U = 2π V rad / s Stałą K E obliczyć dla prawego i lewego kieruku wirowaia. 3
4.4. Sprawdzeie asymetrii apięcia dla prawego i lewego kieruku wirowaia. Wartość asymetrii apięcia wyzaczyć wg zależości: U asy = K K E1 E1 K + K E2 E2 200[%] przy czym K E1 i K E2 są wartościami stałej apięcia obliczoymi w p.4.3 dla prawego i lewego kieruku wirowaia. 5. BADANIE PRĄDNICY TACHOMETRYCZNEJ INDUKCYJNEJ. 5.1. Charakterystyka apięcia wyjściowego. Schemat układu pomiarowego do wyzaczaia charakterystyki apięcia wyjściowego przedstawioo a rys. 2. R,L,C Rys.2. Schemat układu pomiarowego prądicy idukcyjej. 5.1.1. Prądica ieobciążoa. Wykoać pomiary apięcia wyjściowego w fukcji prędkości obrotowej zmieiaej w graicach od ok. 0,1 do 1,3, przy apięciu wzbudzeia o wartości zamioowej oraz ok. 0,8 i 0,5 wartości zamioowej, dla obu kieruków wirowaia i przy otwartych zaciskach uzwojeia wyjściowego. Wyiki pomiarów przedstawić graficzie a wykresie U = f(). 5.1.2. Prądica obciążoa. Prądicę apędzaą ze zamioową prędkością obrotową i wzbudzoą apięciem o wartości zamioowej ależy obciążać kolejo regulowaą: rezystacją; idukcyjością; pojemością. Na wspólym wykresie ależy przedstawić przebieg charakterystyk apięcia wyjściowego U w fukcji rezystacji oraz reaktacji idukcyjej i pojemościowej dla założoych, stałych waruków ( ; U W ). 5.2. Sprawdzeie ieliiowości charakterystyk apięcia wyjściowego. Na wykresie z p.5.1.1 wykreślić charakterystykę idealą tz. prostą przechodzącą przez początek układu współrzędych i aproksymującą przebieg otrzymay z pomiarów, 4
a rówocześie przechodzącą przez pukt charakterystyki rzeczywistej odpowiadający prędkości = 0,8. Dla szeregu wartości prędkości obrotowej odczytać różicę U między wartością wyikającą z charakterystyki rzeczywistej i wartością wyikającą z charakterystyki idealej. Wykoać wykres względej wartości iezgodości apięć: U L = 100[%] U przy czym U jest apięciem prądicy ieobciążoej przy prędkości zamioowej. 5.3. Określeie stałej apięcia prądicy. Stałą apięcia prądicy idukcyjej ależy wyzaczyć aalogiczie jak w p. 4.3 prądicy prądu stałego. 5.4. Sprawdzeie asymetrii apięcia dla prawego i lewego kieruku wirowaia. Sprawdzeie asymetrii apięcia prądicy idukcyjej ależy wyzaczyć aalogiczie jak w p. 4.4 prądicy prądu stałego. 5.5. Sprawdzeie apięcia szczątkowego. Prądicę ieruchomą wzbudzić apięciem zamioowym, a astępie zmieiając ręczie położeie wirika w stosuku do stojaa w graicach pełego obrotu obserwować wskazaia woltomierza mierzącego apięcie wyjściowe prądicy. Zaotować wartość miimalą i maksymalą tego apięcia. 6. BADANIE PRĄDNICY TACHOMETRYCZNEJ SYNCHRONICZNEJ. 6.1. Charakterystyka apięcia wyjściowego. Wykoać pomiary apięcia wyjściowego prądicy ieobciążoej w fukcji prędkości obrotowej zmieiaej w graicach od ok. 0,1 do 1,3 dla jedego, dowolego kieruku wirowaia. Wyiki pomiarów przedstawić graficzie a wykresie U = f (). 6.2. Sprawdzeie ieliiowości charakterystyki apięcia wyjściowego. Sposób postępowaia jak w p.4.2. 6.3. Określeie stałej apięcia prądicy Sposób postępowaia jak w p.4.3. 5